1 | |
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2 | ! $Header$ |
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3 | |
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4 | SUBROUTINE flxtr(pdtime, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, pt, pplay, & |
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5 | paprs, kcbot, kctop, kdtop, x, dx) |
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6 | USE dimphy |
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7 | USE yomcst_mod_h |
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8 | IMPLICIT NONE |
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9 | ! ===================================================================== |
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10 | ! Objet : Melange convectif de traceurs a partir des flux de masse |
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11 | ! Date : 13/12/1996 -- 13/01/97 |
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12 | ! Auteur: O. Boucher (LOA) sur inspiration de Z. X. Li (LMD), |
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13 | ! Brinkop et Sausen (1996) et Boucher et al. (1996). |
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14 | ! ATTENTION : meme si cette routine se veut la plus generale possible, |
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15 | ! elle a herite de certaines notations et conventions du |
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16 | ! schema de Tiedtke (1993). |
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17 | ! --En particulier, les couches sont numerotees de haut en bas !!! |
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18 | ! Ceci est valable pour les flux, kcbot, kctop et kdtop |
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19 | ! mais pas pour les entrees x, pplay, paprs !!!! |
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20 | ! --Un schema amont est choisi pour calculer les flux pour s'assurer |
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21 | ! de la positivite des valeurs de traceurs, cela implique des eqs |
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22 | ! differentes pour les flux de traceurs montants et descendants. |
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23 | ! --pmfu est positif, pmfd est negatif |
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24 | ! --Tous les flux d'entrainements et de detrainements sont positifs |
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25 | ! contrairement au schema de Tiedtke d'ou les changements de signe!!!! |
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26 | ! ===================================================================== |
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27 | |
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28 | |
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29 | include "YOECUMF.h" |
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30 | |
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31 | REAL pdtime |
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32 | ! --les flux sont definis au 1/2 niveaux |
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33 | ! --pmfu(klev+1) et pmfd(klev+1) sont implicitement nuls |
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34 | REAL pmfu(klon, klev) ! flux de masse dans le panache montant |
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35 | REAL pmfd(klon, klev) ! flux de masse dans le panache descendant |
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36 | REAL pen_u(klon, klev) ! flux entraine dans le panache montant |
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37 | REAL pde_u(klon, klev) ! flux detraine dans le panache montant |
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38 | REAL pen_d(klon, klev) ! flux entraine dans le panache descendant |
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39 | REAL pde_d(klon, klev) ! flux detraine dans le panache descendant |
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40 | ! --idem mais en variables locales |
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41 | REAL zpen_u(klon, klev) |
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42 | REAL zpde_u(klon, klev) |
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43 | REAL zpen_d(klon, klev) |
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44 | REAL zpde_d(klon, klev) |
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45 | |
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46 | REAL pplay(klon, klev) ! pression aux couches (bas en haut) |
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47 | REAL pap(klon, klev) ! pression aux couches (haut en bas) |
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48 | REAL pt(klon, klev) ! temperature aux couches (bas en haut) |
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49 | REAL zt(klon, klev) ! temperature aux couches (haut en bas) |
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50 | REAL paprs(klon, klev+1) ! pression aux 1/2 couches (bas en haut) |
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51 | REAL paph(klon, klev+1) ! pression aux 1/2 couches (haut en bas) |
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52 | INTEGER kcbot(klon) ! niveau de base de la convection |
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53 | INTEGER kctop(klon) ! niveau du sommet de la convection +1 |
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54 | INTEGER kdtop(klon) ! niveau de sommet du panache descendant |
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55 | REAL x(klon, klev) ! q de traceur (bas en haut) |
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56 | REAL zx(klon, klev) ! q de traceur (haut en bas) |
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57 | REAL dx(klon, klev) ! tendance de traceur (bas en haut) |
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58 | |
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59 | ! --variables locales |
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60 | ! --les flux de x sont definis aux 1/2 niveaux |
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61 | ! --xu et xd sont definis aux niveaux complets |
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62 | REAL xu(klon, klev) ! q de traceurs dans le panache montant |
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63 | REAL xd(klon, klev) ! q de traceurs dans le panache descendant |
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64 | REAL xe(klon, klev) ! q de traceurs dans l'environnement |
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65 | REAL zmfux(klon, klev+1) ! flux de x dans le panache montant |
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66 | REAL zmfdx(klon, klev+1) ! flux de x dans le panache descendant |
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67 | REAL zmfex(klon, klev+1) ! flux de x dans l'environnement |
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68 | INTEGER i, k |
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69 | REAL zmfmin |
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70 | PARAMETER (zmfmin=1.E-10) |
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71 | |
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72 | ! On remet les taux d'entrainement et de detrainement dans le panache |
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73 | ! descendant a des valeurs positives. |
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74 | ! On ajuste les valeurs de pen_u, pen_d pde_u et pde_d pour que la |
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75 | ! conservation de la masse soit realisee a chaque niveau dans les 2 |
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76 | ! panaches. |
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77 | DO k = 1, klev |
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78 | DO i = 1, klon |
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79 | zpen_u(i, k) = pen_u(i, k) |
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80 | zpde_u(i, k) = pde_u(i, k) |
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81 | END DO |
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82 | END DO |
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83 | |
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84 | DO k = 1, klev - 1 |
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85 | DO i = 1, klon |
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86 | zpen_d(i, k) = -pen_d(i, k+1) |
---|
87 | zpde_d(i, k) = -pde_d(i, k+1) |
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88 | END DO |
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89 | END DO |
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90 | |
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91 | DO i = 1, klon |
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92 | zpen_d(i, klev) = 0.0 |
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93 | zpde_d(i, klev) = -pmfd(i, klev) |
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94 | ! Correction 03 11 97 |
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95 | ! zpen_d(i,kdtop(i)-1) = pmfd(i,kdtop(i)-1)-pmfd(i,kdtop(i)) |
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96 | IF (kdtop(i)==klev+1) THEN |
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97 | zpen_d(i, kdtop(i)-1) = pmfd(i, kdtop(i)-1) |
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98 | ELSE |
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99 | zpen_d(i, kdtop(i)-1) = pmfd(i, kdtop(i)-1) - pmfd(i, kdtop(i)) |
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100 | END IF |
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101 | |
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102 | zpde_u(i, kctop(i)-2) = pmfu(i, kctop(i)-1) |
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103 | zpen_u(i, klev) = pmfu(i, klev) |
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104 | END DO |
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105 | |
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106 | DO i = 1, klon |
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107 | DO k = kcbot(i), klev - 1 |
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108 | zpen_u(i, k) = pmfu(i, k) - pmfu(i, k+1) |
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109 | END DO |
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110 | END DO |
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111 | |
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112 | ! conversion des sens de notations bas-haut et haut-bas |
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113 | |
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114 | DO k = 1, klev + 1 |
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115 | DO i = 1, klon |
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116 | paph(i, klev+2-k) = paprs(i, k) |
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117 | END DO |
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118 | END DO |
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119 | |
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120 | DO i = 1, klon |
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121 | DO k = 1, klev |
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122 | pap(i, klev+1-k) = pplay(i, k) |
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123 | zt(i, klev+1-k) = pt(i, k) |
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124 | zx(i, klev+1-k) = x(i, k) |
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125 | END DO |
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126 | END DO |
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127 | |
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128 | ! --initialisations des flux de traceurs aux extremites de la colonne |
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129 | |
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130 | DO i = 1, klon |
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131 | zmfux(i, klev+1) = 0.0 |
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132 | zmfdx(i, 1) = 0.0 |
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133 | zmfex(i, 1) = 0.0 |
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134 | END DO |
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135 | |
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136 | ! --calcul des flux dans le panache montant |
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137 | |
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138 | DO k = klev, 1, -1 |
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139 | DO i = 1, klon |
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140 | IF (k>=kcbot(i)) THEN |
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141 | xu(i, k) = zx(i, k) |
---|
142 | zmfux(i, k) = pmfu(i, k)*xu(i, k) |
---|
143 | ELSE |
---|
144 | zmfux(i, k) = (zmfux(i,k+1)+zpen_u(i,k)*zx(i,k))/ & |
---|
145 | (1.+zpde_u(i,k)/max(zmfmin,pmfu(i,k))) |
---|
146 | xu(i, k) = zmfux(i, k)/max(zmfmin, pmfu(i,k)) |
---|
147 | END IF |
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148 | END DO |
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149 | END DO |
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150 | |
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151 | ! --calcul des flux dans le panache descendant |
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152 | |
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153 | DO k = 1, klev - 1 |
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154 | DO i = 1, klon |
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155 | IF (k<=kdtop(i)-1) THEN |
---|
156 | xd(i, k) = (zx(i,k)+xu(i,k))/2. |
---|
157 | zmfdx(i, k+1) = pmfd(i, k+1)*xd(i, k) |
---|
158 | ELSE |
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159 | zmfdx(i, k+1) = (zmfdx(i,k)-zpen_d(i,k)*zx(i,k))/ & |
---|
160 | (1.-zpde_d(i,k)/min(-zmfmin,pmfd(i,k+1))) |
---|
161 | xd(i, k) = zmfdx(i, k+1)/min(-zmfmin, pmfd(i,k+1)) |
---|
162 | END IF |
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163 | END DO |
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164 | END DO |
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165 | DO i = 1, klon |
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166 | zmfdx(i, klev+1) = 0.0 |
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167 | xd(i, klev) = (zpen_d(i,klev)*zx(i,klev)-zmfdx(i,klev))/ & |
---|
168 | max(zmfmin, zpde_d(i,klev)) |
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169 | END DO |
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170 | |
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171 | ! --introduction du flux de retour dans l'environnement |
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172 | |
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173 | DO k = 1, klev - 1 |
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174 | DO i = 1, klon |
---|
175 | IF (k<=kctop(i)-3) THEN |
---|
176 | xe(i, k) = zx(i, k) |
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177 | zmfex(i, k+1) = -(pmfu(i,k+1)+pmfd(i,k+1))*xe(i, k) |
---|
178 | ELSE |
---|
179 | zmfex(i, k+1) = (zmfex(i,k)-(zpde_u(i,k)*xu(i,k)+zpde_d(i,k)*xd(i, & |
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180 | k)))/(1.-(zpen_d(i,k)+zpen_u(i,k))/min(-zmfmin,-pmfu(i,k+1)-pmfd(i, & |
---|
181 | k+1))) |
---|
182 | xe(i, k) = zmfex(i, k+1)/min(-zmfmin, -pmfu(i,k+1)-pmfd(i,k+1)) |
---|
183 | END IF |
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184 | END DO |
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185 | END DO |
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186 | DO i = 1, klon |
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187 | zmfex(i, klev+1) = 0.0 |
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188 | xe(i, klev) = (zpde_u(i,klev)*xu(i,klev)+zpde_d(i,klev)*xd(i,klev)-zmfex( & |
---|
189 | i,klev))/max(zmfmin, zpen_u(i,klev)+zpen_d(i,klev)) |
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190 | END DO |
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191 | |
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192 | ! --calcul final des tendances |
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193 | |
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194 | DO k = 1, klev |
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195 | DO i = 1, klon |
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196 | dx(i, klev+1-k) = rg/(paph(i,k+1)-paph(i,k))*pdtime* & |
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197 | (zmfux(i,k+1)-zmfux(i,k)+zmfdx(i,k+1)-zmfdx(i,k)+zmfex(i,k+1)- & |
---|
198 | zmfex(i,k)) |
---|
199 | END DO |
---|
200 | END DO |
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201 | |
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202 | RETURN |
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203 | END SUBROUTINE flxtr |
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